[發明專利]一種基于高階模的慢波基片集成波導雙工天線

有效

• 申請號: 202111190101.6
• 申請日: 2021-10-13
• 公開（公告）號: CN113922075B
• 公開（公告）日: 2023-09-19
• 發明（設計）人: 黃永茂;吳志斌;王未來;何宇;周婷;蔡小偉
• 申請（專利權）人: 西華大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q9/04;H01Q13/08;H01Q1/50;H01P1/207
• 代理公司: 北京正華智誠專利代理事務所(普通合伙) 11870
• 代理人: 楊浩林

本發明公開了一種基于高階模的慢波基片集成波導雙工天線，包括從上至下依次設置的金屬貼片、介質基板以及金屬底板；所述金屬貼片包括缺陷同心異形耦合結構和共面波導形式饋電的微帶線；所述金屬底板上刻蝕有十字慢波阻抗網絡。本發明基于高階模的慢波基片集成波導雙工天線，兩端口具有良好的隔離度以及回波損耗，且該天線具有高增益，高效率，而且又能實現信號的同時接受和發射功能以及產生慢波效應，因此實現了天線的多功能以及小型化有望在通信系統小型化和集成化應用。

技術領域

本發明屬于雙工天線設計技術領域，具體涉及一種基于高階模的慢波基片集成波導雙工天線。

背景技術

隨著通信技術的快速發展，通信系統越來越復雜，同時系統小型化和集成化要求也越來越高。天線作為通信系統中不可缺少的重要組成部分，它的小型化一直受到國內外廣泛關注，小型化、輕重量和多功能是通信系統天線的發展趨勢。

雙工天線是一種特殊的天線常被應用在小型化、高集成和多功能的通信系統中。這種天線同時完成信號的發射與接收，有助于實現通信系統小型化和多功能。此外，慢波結構也是實現無源濾波器件小型化的一種常用結構，慢波結構通過改變傳輸波導的介電常數和磁導率等參數，從而降低電磁波的相速度和截止頻率，從而可以通過慢波結構來實現無源微波器件的小型化。另一方面，在感興趣的頻率范圍內，電磁波的工作波長也隨之降低，從而根據微波無源器件尺寸與工作波長關系可知，器件尺寸也隨之減小，即實現小型化。

傳統的天線通過加載多個天線的方式實現同時接收和發射功能，但該方式會引起天線提交較大、難以集成等問題。

發明內容

針對現有技術中的上述不足，本發明提供的高階模的慢波基片集成波導雙工天線解決了現有的雙工天線體積大、難以集成的問題。

為了達到上述發明目的，本發明采用的技術方案為：一種基于高階模的慢波基片集成波導雙工天線，包括從上至下依次設置的金屬貼片、介質基板以及金屬底板；

所述金屬貼片包括缺陷同心異形耦合結構和共面波導形式饋電的微帶線；所述金屬底板上刻蝕有十字慢波阻抗網絡。

進一步地，所述缺陷同心異形耦合結構為通過在金屬貼片上刻蝕口字形槽和缺陷圓形成的耦合結構；

所述口字形槽和缺陷圓的幾何結構同心，且所述缺陷圓在所述口字形槽內部，所述金屬貼片上設置的金屬通孔在所述口字形槽的外圍。

進一步地，所述金屬底板上刻蝕的十字慢波阻抗網絡的尺寸與口字形槽對應的幾何形狀尺寸滿足達到最佳慢波效應的尺寸關系。

進一步地，所述十字慢波阻抗網絡包括若干個尺寸相同且成網格排列的十字阻抗單元。

進一步地，所述口字形槽的對邊槽線線寬相同，鄰邊槽線線寬不同。

進一步地，所述金屬貼片相互垂直的兩側邊緣均開設有兩條線槽，兩條所述線槽之間無金屬通孔；兩條所述線槽之間設置有微帶線與金屬貼片連接，并延伸至所述介質基板邊緣，進而形成共面波導形式饋電的微帶線。

進一步地，兩條所述微帶線延伸至介質邊緣的端口作為所述雙工天線的饋電口；

每個所述饋電口的工作頻率根據其對應的口字形槽的線寬確定，所述饋電口的每個工作頻率均有對應口字形槽的線寬取值。

進一步地，所述金屬貼片和金屬底板上的金屬地通過金屬通孔連接，進而形成基片集成波導諧振腔體的側壁；

所述基片集成波導諧振腔體的側壁在微帶線饋電入口處留有出饋口；

所述金屬通孔、金屬貼片及介質基板形成的空間為基片集成波導諧振腔體。

本發明的有益效果為：